Interferencia

Es la combinación de dos o más ondas que están en la misma región del espacio generando una onda resultante.

En la parte izquierda de la figura tenemos la suma de dos ondas (rojo + azul) completamente fuera de fase, lo que crea una interferencia completamente destructiva y la onda resultante (verde) es cero. En la derecha tenemos la suma de dos ondas (rojo + azul) en fase, lo que genera una interferencia constructiva.

Ondas estacionarias

Una onda estacionaria se produce cuando dos o más ondas en direcciones opuestas forman una sola onda. En esta onda, ciertos puntos no se mueven. La palabra "estacionaria" se refiere a estos puntos y no la onda como un todo, que normalmente vibra fuera de este puntos. La distancia entre dos nodos o antinodos consecutivos vale \( \frac{\lambda}{2} \)

Este fenómeno puede ser observado en una cuerda en la que se fija un extremo y los otros vibran. El pulso generado por la vibración, al viajar por la cuerda, cuando llega al extremo fijo se refleja de nuevo. La suma de la onda enviada con la reflejada puede formar una onda estacionaria, dependiendo de las características de la onda, ver figura.

Ilustración de ondas estacionarias. Los puntos de máximo y mínimo oscilan continuamente entre sí, esta región es conocida como vientre (o anti-nodos). Dos vientres vecinos están siempre en oposición de fase. Los puntos intermedios son los nodos y no se mueven. Dependiendo de la velocidad \(v\) , la longitud \(L\) de la cuerda y la frecuencia \(f\), tendrá diferentes armónicos ( \(n\) ), o un número diferente de los nodos y antinodos para diferentes parámetros.

Ondas estacionarias en tubos

En tubos donde un extremo puede ser cerrado o no, donde se aplica una onda sonora (onda de presión en el aire), también es posible obtener onda estacionaria de modo que:

Tubos abiertos
\( f_n = \frac{nv}{2L} \)
Tubos cerrados
\( f_n = \frac{nv}{4L} \)

Batimientos

El batimiento es el fenómeno que resulta de la superposición de dos ondas de frecuencias ligeramente diferentes. El pulso es una perturbación de amplitud variable cuya frecuencia es igual a la diferencia entre las frecuencias de las dos ondas, es decir, el número de latidos por segundo es igual a la diferencia entre la frecuencia de los componentes de onda: \( f_{bat} = ~ ∣f_1-f_2∣.\)

Ilustración de los batimientos. Las ondas rojas y azules tienen frecuencias muy similares, en principio imperceptibles en la imagen. Sin embargo, cuando sumamos las dos ondas es clara la diferencia, se obtiene entonces una onda con batimiento.